Écran interactif : les technologies infrarouge à haute précision, InGlass et SuperGlass

Nous avons vu dans un précédent billet ce qui fait le succès des technologies infrarouges, au point qu’elles sont aujourd’hui les plus utilisées dans les écrans interactifs géants : elles présentent le meilleur rapport qualité / prix. Elles sont efficaces, surtout si l’ écran interactif est muni d’un processeur Android rapide, très fiables et peu coûteuses.

En performance pure, en particulier pour ce qui est de la précision et de l’écriture manuscrite, elles se situent cependant derrière les technologies capacitives ou EMR, qui sont beaucoup plus coûteuses.

Trois technologies infrarouges nouvelles sont apparues qui permettent d’obtenir une précision bien plus grande que les technologies infrarouges conventionnelles – en fait une précision comparable aux écrans interactifs capacitifs qui sont au moins 2 fois plus chers que le procédé infrarouge, au moment où j’écris ces lignes.

La technologie infrarouge haute-précision

La technologie infrarouge haute précision correspond à un cadre infrarouge à haute densité et redondant. La haute densité permet d’envoyer 16 fois plus de rayons infrarouges sur l’écran (précision théorique améliorée d’un facteur 16). La redondance permet de traiter les zones d’ombre : les rayons sont envoyés non pas horizontalement ou verticalement, mais de façon oblique. Le schéma ainsi formé est mathématiquement conçu de façon à minimiser les zones d’ombre (voir ci-dessous).

matrice infrarouge ecran interactif

Haute précision et confort d’écriture

Concrètement, la technologie à haute précision permet non seulement d’améliorer la précision de l’écran, mais aussi de réduire la taille des objets détectés par la matrice de rayons. Ainsi, il est possible d’écrire avec des stylets dont la mine est plus fine. Ecrire sur l’écran interactif avec une mine fine apporte un plus grand confort d’écriture. On peut parler de haute précision lorsque la pointe des stylets pour écrire devient inférieure à 3 mm de diamètre.

Un autre avantage d’une telle technologie sera de pouvoir proposer des stylets de « couleur » différente (en fait, des stylets dont le diamètre de la mine varie). Sur les écrans interactifs CleverTouch haute précision, 2 pointes de diamètre différentes existent et elles sont comprises par le logiciel d’annotation comme des couleurs différentes. Là aussi, très intéressant au niveau confort.

stylet ecran interactif haute precision

Haute précision et esthétique de l’écran

Les capteurs infrarouges d’un écran interactif à haute précision sont disposés de façon plus dense sur le bord de l’écran. Ceci veut dire qu’ils sont plus petits que les capteurs infrarouges traditionnels et que par conséquent, les rebords de l’écran vont être moins épais. Un écran infrarouge de bonne qualité traditionnel (par exemple notre série d’écrans SpeechiTouch 003 ou 004) a des rebords d’une épaisseur de 1 cm environ. Un écran à haute précision a des rebords de moins de 0.7 cm. Typiquement, le « look » de l’écran s’en trouve amélioré.

Haute précision et vitesse de réaction de l’écran

Du fait qu’il y a 16 fois plus de données à gérer et que le schéma de décodage des écrans est plus complexe, un écran haute précision a besoin d’un processeur Android très puissant (sinon, il sera trop lent). Dans les écrans interactifs CleverTouch haute précision Plus ou Pro, le processeur Android est environ 4 fois plus rapide que dans les écrans de la gamme CleverTouch V (infrarouge classique).

La technologie InGlass™

technologie inglass infrarougeLa technologie InGlass™ est une technologie infrarouge dont les rayons passent dans l’écran lui-même. Comme dans une fibre optique, l’angle d’incidence des rayons est calculé de telle sorte que la lumière infrarouge est « piégée » dans le verre de l’écran et captée à l’autre extrémité. Lorsqu’un objet touche l’écran, le trajet de la lumière est modifié ; la réponse des capteurs varie en conséquence.

Esthétique

Comme les rayons passent dans le verre de l’écran, les rebords sont très fins, moins de 4 mm (pour les marques les plus connues).

Précision

La technologie InGlass™ permet d’obtenir une très grande précision comparable à la technologie SuperGlass décrite ci-dessous). On parle de précision inférieure à 1 mm. Cette technologie est considérée comme très confortable mais le coût financier est souvent important et des difficultés de réglage dans le temps ont pu être constatés (instabilité des réglages sur plusieurs mois) sur certaines implémentations.

Limitations

En technologie capacitive, il est possible facilement de repérer la main posée sur l’écran et d’éliminer son traitement. Un enfant peut alors écrire avec son crayon tout en posant sa main sur l’écran tactile.

La paume de la main ne peut être éliminée en technologie InGlass, sauf à utiliser des stylets actifs et coûteux.

La technologie SuperGlass

Dans la technologie SuperGlass, les rayons restent à l’extérieur du verre mais sont quasiment collés à celui-ci.

technologie superglass infrarouge

Esthétique

Il en résulte, comme pour la technologie InGlass, un rebord extrêmement fin (moins de 4 mm) et un gain esthétique.

Précision

La technologie InGlass permet de repérer des objets extrêmement fins (mines de 1,5 mm de diamètre) avec une très grande précision (1 mm). Les performances « sur le papier » sont donc comparables à la technologie EMR, le coût en étant très inférieur.

comparatif stylet infrarouge

stylet superglass infrarouge

Ci-dessous un exemple d’écriture sur un écran SuperGlass. La taille des lettres peut descendre jusqu’à quelques pixels, ce qui est impossible avec une technologie infrarouge classique.

Qualité des stylets et nombre de stylets simultanés

Du fait de sa très grande capacité de séparation des objets, la technologie SuperGlass permet aujourd’hui de repérer jusqu’à 10 stylets différents, pouvant écrire simultanément sur l’écran (contre 2 à 4, typiquement, pour la technologie InGlass proposée sur les marques les plus connues).

multitouch ecran interactif infrarouge

Une grande réactivité

Plus faible est la latence du touch, meilleure est la qualité d’écriture.

Les senseurs SuperGlass fonctionnent avec une latence de l’ordre de 3 ms (ceci est à comparer à la latence du InGlass, déjà très bonne, qui est de l’ordre de 7 ms sur les produits InGlass des marques les plus connues ou à la latence de la technologie capacitive, qui est aussi de l’ordre de 3 ms).

A noter que la faible latence du cadre n’est sensible pour l’utilisateur que si le processeur de l’écran est très puissant, de façon à ce que le temps traitement informatique du signal reste bien inférieur à la latence. Les écrans interactifs SuperGlass (ou infrarouge haute pécision) doivent donc être munis d’un processeur Android très puissant.

Limitations

La technologie SuperGlass, à l’heure ou nous écrivons ces lignes, ne permet pas de façon native d’éliminer la paume de la main. Divers développements sont en cours, à suivre.

Une tentative de classement des écrans selon l’épaisseur de leurs rebords.

performance-prix-technologie-ecran-interactif02

L’épaisseur du rebords, c’est la performance

On le voit finalement, l’épaisseur du rebords est une caractéristique primordiale de l’écran qui nous donne un grand nombre d’informations techniques « cachées ». En effet, plus cette épaisseur est faible, meilleure est l’intégration des capteurs, cette intégration étant corrélée à la réactivité et à la précision du touch.

Le tableau ci-dessous compare les principales technologies utilisées dans les écoles et les entreprises.

Technologie IR classiqueTechnologie IR haute précisionTechnologie IR InGlass (1)Technologie IR SuperGlassTechnologie
capacitive
Rebords< 2 cm. (1 cm pour les meilleurs écrans)5 à 7 mm< 5 mm3 à 4 mm0 mm
Latence< 10 ms (pour les meilleurs écrans)< 8 ms< 6.7 ms< 3 ms< 3 ms (2,5 ms pour certaines implémentations)
Taille minimale de la pointe d’un stylet repérable7 mm (5 mm pour les meilleurs écrans)3 mm2 mm1 à 1,5 mm< 3 mm
Précision (2)1 mm1 mm1 mm1 mm1 mm
Capable de différencier doigt et styletNon (3)OuiOuiOuiOui
Nombre de stylets reconnus / pouvant être utilisés simultanément122 à 410> 10
CoûtFaibleAssez faibleMoyen à élevéMoyenElevé

(1) Les implémentations de la technologie InGlass peuvent varier. Nous nous basons sur les technologies implémentées par les marques les plus connues.
(2) Les précisions relatives sont très proches. Mais l’expérience d’écriture (« impression de précision ») dépend largement aussi de la taille de la pointe du stylet. Celle-ci est donnée dans la ligne précédente.
(3) Tous les écrans SpeechiTouch sont capables de réaliser cette différenciation, sous Android et Windows, avec un stylet passif. Très peu de marques, à ma connaissance, en sont capables.
(4) InGlass est une marque déposée par la société Leapforg.